ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Изменения звукового поля под влиянием границ раздела, параллельных оси луча из "Ультразвуковой контроль материалов " Ранее применяли искатели, у которых преобразователь из кварца контактировал непосредственно с контролируемым изделием. Однако износ и недостаточное постоянство акустического контакта, а также широкое применение спеченных керамических излучателей с большей чувствительностью, но с существенно меньшей твердостью послужили причиной того, что от прямого контакта кристалла с контролируемым изделием постепенно отказались. В настоящее время используются только преобразователи с защитным слоем (см. раздел 10.4.1). [c.335] При слое толщиной 1 мм (г) уже получается очень неясное изображение обнаружение де( )ектов в пластине оказывается практически невозможным. К тому же амплитуда эхо-сигнала невелика, поэтому повышали усиление. Мешающие отражения из слоя акустического контакта могут быть сильно уменьшены, как показано на рис. 15.9, д, если по предложению Мартина и Вернера [987] ввести в контактный слой прослойку поглощающего вещества. Здесь для этой цели использовали пластмассу вулколан. Однако усиление потребовалось еще более повысить, так что такая же высота эхо-сигнала, как при непосредственном контакте, была достигнута только при увеличении усиления в 10 раз. [c.336] При большем расстоянии эхо-импульс от поверхности н многократные отражения отделяются от посылаемого импульса. [c.336] Изображение на экране снова становится более четким, и первое отражение от поверхности играет роль посылаемого импульса при прямом контакте. Нужно только выбрать толщину слоя воды достаточно большой, чтобы второе отражение от поверхности Поступало уже после первого отражения от задней стенки, т. е. чтобы она была больше четверти толщины контролируемого изделия из стали. [c.337] Непосредственный контакт искателя в отдельных случаях применяется также и для непрерывного контроля. В качестве форм исполнения используют, например, бесконечную ленту, которая перематывается между искателем и поверхностью контролируемого изделия, или замкнутое устройство в виде обода [1700], как показано на рис. 15.13. В обоих случаях при поверхности после прокатки имеется опасность повреждения ленты или обода частицами окалины. [c.337] Пример исполнения для акустического контакта с водяным зазором показан на рис. 15.10, где представлено устройство для контроля листов с непрерывным перемещением вручную. [c.338] Изображение на экране иллюстрируется на рис. 15.11. Если нужно наблюдать не серию многократных отражений от пластины, а непосредственно эхо-импульсы от дефектов, в том числе и расположенных под самой поверхностью, можно с успехом использовать совмещенный искатель при акустическом контакте с водяным зазором, например показанный в устройстве на рис. 15.10. Водяной зазор в несколько десятых долей миллиметра между пластмассой корпуса совмещенного искателя и поверхностью контролируемого изделия почти не усиливает эхо-импульса от поверхности. [c.338] При работе с одним излучателем в искателе для тонких контролируемых изделий лучше применять водяной входной участок, который, согласно рис. 15.12, состоит из патрубка перед искателем, куда постоянно подводится вода, вытекающая затем через зазор мимо образца. Опора должна перемещаться по образцу с таким расчетом, чтобы звуковой луч входил в изделие перпендикулярно. [c.338] Для непрерывного контроля акустический контакт такого устройства низу более выгоден, чем сверху, потому что участок всегда остается заполненным водой поэтому при входе образца сразу же достигается акустический контакт и расходуется только такое количество воды, чтобы на выходе образовывался небольшой фонтан. Однако при большем подводе воды возможна работа с подачей воды сверху или сбоку, причем во время входа изделия сначала нужно выгнать воздух. [c.338] Если трубу входного участка по рис. 15.12 закончить спереди пластиной большего размера и подводить воду под повышенным давлением, то образуется водяная подушка, по которой искатель может скользить по поверхности без механического опирания (Эрдман [393]). [c.338] Комбинация бесконечной пластмассовой ленты и жидкостного входного участка реализована в ободковом искателе Сперри (рис. 15.13). Такой искатель состоит из пластмассового обода, который полностью заполнен жидкостью акустического контакта под давлением. Обод катится по контролируемому изделию. [c.339] Искатель жестко соединен с осью и находится на расстоянии нескольких сантиметров от поверхности обода. Он может также излучать в контролируемый образец под углом, т. е. возбуждать в нем поперечные волны. При этом плоскость входа звуковых лучей может образовывать с направлением движения искателя углы 0°, 45° или 90°. [c.339] Акустический контакт в иммерсионном варианте, т. е. с полным погружением испытываемого изделия под уровень жидкости, применялся уже при первых попытках прозвучивания в 1920-е годы. В настоящее время он сновав неоднократно применяется при эхо-импульсном способе ввиду постоянства контакта и отсутствия износа и возможности простого перехода от прямого к наклонному прозвучиванию без замены искателя. Особенно распространен иммерсионный вариант в самолетостроении для пластин, шайб (дисков) и профилей,, когда большие затраты на рабочее место контролера и эксплуатационные издержки окупаются повышением надежности конг троля и его скорости. [c.339] Иммерсионный вариант иногда используют также для контроля сложных изделий вручную, например, поковок из легких сплав, в в самолетостроении. При этом перед искателем ставят открытый патрубок, свободный (открытый) конец которого может иметь форму, соответствующую контролируемому изделию, чтобы поддерживать постоянств и обеспечивать воспроизводимость расстояния и направления звука. [c.340] Длинномерные гибкие испытываемые образцы, например, листы и проволока (катанка), для контроля в иммерсионном варианте прогибают и направляют в короткую ванну. В ином случае затраты на большой резервуар при контроле труб и прутков можно уменьшить тем, что они, как показано на рис. 15.14, продвигаются через короткий проходной резервуар с двумя окнами с резиновым уплотнением, соответствуюш,им по форме контролируемым образцам. Уровень воды в резервуаре после ввода изделия можно быстро поднять до требуемой высоты при помощи насоса. [c.340] При рассматривавшихся видах акустического контакта затраты на контрольное устройство повышались по мере перехода от контакта с защитным слоем к водяному зазору, водяному входному участку и далее к иммерсионному варианту, однако при этом обычно улучшалась экономичность и надежность контроля. Поэтому выбор между ними зависит в основном от вида и объема задачи контроля и от экономических соображений. Примеры применения на практике приведены в части Г. [c.340] Преобразование типов волн при неперпендикулярном отражении на границах раздела образца делает технику контроля, довольно простую саму по себе, в некоторых случаях сложной, а изображения на экране получаются недостаточно понятными. [c.340] Поэтому основные положения теории распространения волн из главы 2 здесь следует применить к некоторым наиболее часто встречающимся случаям. [c.341] Нарушения в нормальном распространении звуковых волн наблюдаются уже тогда, когда крайние лучи лепестка (характеристики направленности) встречаются с границей (поверхностью) образца, как показано на рис. 16.1. Вследствие этого изменяются звуковое давление, направление первоначального луча и появляются дополнительные отражения (эхо-импульсы) при расщеплении волны из-за преобразования моды. Отраженная продольная волна интерферирует с прямой волной и нарушает первоначальное распределение звукового давления и чувствительности (рис. 16.2). Здесь показано измерение амплитуды эхо-сигнала от небольшого дефекта по сравнению с его невозмущенной величиной. [c.341] Наиболее неприятной помехой является сильное снижение чувствительности непосредственно у стенки, поэтому там небольшие дефекты типа надрывов (поверхностных трещин) трудно обнаруживаются. Обычная ошибка в таких случаях — перемещают искатель по возможности вплотную к кромке. Согласно рис. 16.2, это неверно чувствительность для дефектов в дальнем поле получается тем меньшей, чем ближе искатель расположен к кромке. И подавно нельзя перемещать его за пределы кромки, потому что тогда его максимальная чувствительность-уменьшится еще и в связи с сокращением остаточной контактной поверхности. [c.342] Вернуться к основной статье